栈的基本操作

        栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表，遵循后进先出原则。栈用来存储数据的结构一般是数组，因为电脑CPU需要数据时不会直接访问内存，而是访问高速缓冲存储器，访问时如果高速缓存中没有所需要的数据，高速缓存就会去内存中获取所需的数据，但是高速缓存并不仅仅拿取所需的数据，还会把所需数据后面的一段内存连续的内容都拿走（拿走是形象说法，其实是内存把数据复制一份给高速缓存），方便CPU下次取数据。链表的节点是不连续的，这样来看数组就要优于链表，所以栈采用数组存数据。

        栈的基本操作包括入栈、出栈、统计栈中元素个数、判断栈是否为空和访问栈顶元素等，接下来我们将一一讨论。

        使用数组存储数据，为了让数组空间能动态的申请，避免数组空间开大浪费，开小不够用，定义一个结构体类型。

typedef int STDataType;//给int一个新名字STDataType，之后都用STDataType，当栈中要存放其他类型的数据时，只要把这里的int改掉就就好了
#define InitSize 4//给数组的初始空间的大小，初始化的时候用

typedef struct Stack
{
	STDataType* a;//数组指针
	int top;//栈顶指针
	int capacity;//数组容量
}ST;

         该数据结构在使用之前要先初始化，否则数组指针是野指针，top和capacity里是随机值。

void STInit(ST* ps)//给函数传ST类型的变量的地址
{
	assert(ps);
	STDataType* tmp = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * InitSize);//申请4个STDataType类型的空间
	if (tmp == NULL)//申请失败，直接报错返回
	{
		perror("malloc");//在屏幕上打印错误信息
		return;
	}

	ps->a = tmp;//申请成功，赋值给数组指针
	ps->top = 0;//top等于0，top指向栈顶元素下一个位置
    //ps->top=-1;top等于-1，top指向栈顶元素
	ps->capacity = InitSize;//初始容量等于4
}

         入栈操作和把数据尾插到数组里相似，数据尾插可以访问任意元素，然后把数据插到数组最后面，但是入栈只能在一端进行操作，只能访问栈顶元素。插入之前最好检查一下数组是否还有空间，如果已经满了，就要扩大容量。

void STPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	if (ps->top == ps->capacity)//top和capacity大小相等时，数组就满了，要对数组扩容
	{
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a , sizeof(STDataType) * ps->capacity * 2);//使用realloc重新申请空间，大小为原来的两倍
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("malloc");
			return;
		}
		ps->a = tmp;
		ps->capacity *= 2;//数组容量扩大到原来的两倍
	}

	ps->a[ps->top] = x;//把数据插入数组
	ps->top++;//top往后走一个位置
}

        出栈操作很简单，只要把栈顶指针往前挪一个位置就好，但是出栈前要看数组是否为空，数组为空表示栈中已经没有元素，不能再出栈。

void STPop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!STEmpty(ps));//判断数组中是否还有元素，如果为空，就不能再删除

	ps->top--;//栈顶指针往前走一个
}

         统计栈中元素个数，只要看top就好，因为top指向栈顶元素的下一个位置。但是数组下标从0开始，所以top的大小就是元素的个数。

int STSize(ST* ps)
{
	assert(ps);

	return ps->top;
}

         判断栈是否为空，只要top等于0，栈中就没有元素，为空。

bool STEmpty(ST* ps)
{
	assert(ps);

	return ps->top == 0;//当top等于0时，表达式为真，返回true；top不等于0时，表达式为假，返回false
}

         访问栈顶元素就是访问下标为top-1的元素，因为top指向栈顶元素的后一个位置。

STDataType STTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!STEmpty(ps));

	return ps->a[ps->top - 1];
}

        结束使用时，最好把开辟的空间销毁。

void STDestroy(ST* ps)
{
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->top = 0;
	ps->capacity = 0;
}

        栈的基本操作差不多就这些了，如果有问题，欢迎指出和提问哦，嘿嘿~(¯▽¯~)！